Устойчивость цилиндрических оболочек, нагруженных осевой сжимающей силой и внешним давлением. Аналитический расчет, страница 2

* Исходные данные получаются студентом после расчета длины оболочки.

Часть 2. Пример решения задачи об устойчивости оболочки, сжатой осевой силой в ANSYS

Создание модели (Preprocessing)

1.  Заголовок Работы

Utility Menu > File > Change Title ... вводим Buckling

2.  Определение Ключевых точек

Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS ...

Точки	Координаты (x,y,z)
1	(0,0,R)
2	(0,0,-R)
3	(R,0,0)
4	(-R,0,0)
5	(-R,L,0)

Где R – радиус оболочки; L – длина оболочки.

В случае если точка создана неправильно, её можно удалить:

Preprocessor > Delit > Keypoints

Выделяем точку и нажимаем ОК.

С помощью кнопок панели справа поворачиваем точки, для удобной дальнейшей работы.

T_B: Save_DB(Препроцессор Ansys не предусматривает «отката», поэтому при неправильном вводе приходится возвращаться к сохраненной базе данных. Кнопка Save_DBпозволяет сохранить базу данных, Restore_DB – загрузить сохраненную базу данных. Все введенные данные будут храниться в файле Buckling.db)

3.  Создание линий

Для удобства копирования точек по кругу, перейдём в цилиндрическую систему координат. Для этого в ‘Utility Menu’ выбираем:

Utility Menu > WorkPlane > Change Aktive SC to > Global Cylindrikal Y

Создаем линии:

Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active Coord  

Поочередно соединяем точки 1-3, 3-2, 2-4, 4-1, 4-5.

В случае если линия создана неправильно, её можно удалить:

Preprocessor > Delite > Lines Only

Выделяем линию и нажимаем ОК.

T_B: Save_DB

4.  Создание поверхности

Preprocessor > Modeling > Operate > Extrude > Lines > Along Lines

Выделяем четыре дуги окружности – показывая какие линии собираемся протягивать – и нажимаем ОК.

Выделяем вертикальную прямую линию – показывая вдоль какой линии собираемся протягивать – и нажимаем ОК.

Несмотря на видимое совпадение объектов, ANSYS может считать их отдельными.

На всякий случай зайдите

Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items

Выберете пунктALLи нажмите ОК.

T_B: Save_DB

5.  Определение типа элемента

Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Shell > Elastic 4node 63

OK, Close

6.         Определениегеометрическихпараметров

Preprocessor > Real Constants > Add...> OK

В верхнем поле TK(I) введите толщину оболочки

OK, Close

7.         Определениесвойствматериала

Preprocessor > Material Props > Material Models...

В появившемся меню выбираем:

Structural > Linear > Elastic>Isotropic

Вводим в поле ЕХ значение модуля Юнга, а в поле PRXY значение коэффициента Пуассона, для материала конструкции. Нажимаем ОК и закрываем меню.

8.         Разбиение на элементы

Preprocessor > Main menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Tool

Нажмите на кнопку Set в поле Lines и выделите все дуги окружности в основаниях оболочки, чтобы указать на какое количество элементов будет разбита модель по длине и по окружности. Нажмите ОК. Во втором сверху поле NDIV введите количество элементов, на которые поделятся линии (10-20 для дуг окружности; 20-50 для вертикальных прямых в зависимости от длины линий) Нажмите ОК. Так же укажите на какое количество частей будут разбиты все четыре вертикальных прямых.

Нажмите на кнопку Mesh, выделите четыре поверхности, из которых состоит оболочка, и нажмите ОК.

Произойдёт разбиение.

На всякий случай зайдите

Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items

Выберете пунктALLи нажмите ОК.

T_B: Save_DB

Решение (Solution)

1.  Определение типа анализа

Solution > Analysis Type > New Analysis > Static

2.  Активация эффекта предварительного нагружения

Для выполнения собственного анализа прогиба, должен быть активирован эффект предварительного нагружения.